Міністерство освіти і науки України
НУ “Львівська політехніка”
Інститут геодезії
Кафедра інженерної геодезії
КУРСОВИЙ ПРОЕКТ
На тему:”Проект геодезичних робіт для будівництва
промислового об’єкту ”
Зміст
Вступ
1. Технічні умови проектування і фізико-географічний опис району робіт.
1.1. Фізико-географічна характеристика району робіт.
1.2. Геодезична вивченість ділянки робіт.
2. Проект планової основи на ділянку робіт.
2.1. Загальна характеристика планових мереж.
2.2.Проект будівельної сітки.
2.3.Аналітична підготовка для винесення в натуру вихідних напрямків.
2.4.Обґрунтування методу побудови будівельної сітки та методики її попередньої розмітки.
2.5.Попередній розрахунок точності будівельної сітки.
2.6.Лінійно-кутові вимірювання в запроектованій мережі.
3. Проект висотної основи.
3.1. Загальна характеристика мереж висотної основи.
3.2.Проект висотної основи на ділянку робіт та розрахунок точності проекту висотної основи.
3.3. Приладове забезпечення та методика вимірювань.
4. Підготовка проекту для винесення в натуру осей споруд.
4.1. Аналітична підготовка даних для винесення основних осей споруд в натуру.
4.2. Складання розмічувальних креслень.
5. Геодезичне забезпечення будівельно – монтажних робіт.
5.1. Геодезичні роботи при розмічуванні котлованів під фундаменти та комунікації.
5.2. Геодезичні роботи на вихідному горизонті.
5.3 Передача координат і висот з вихідного горизонту на монтажний.
6. Виконавчі зйомки.
7.Висновки.
8.Список літератури.
Вступ
Завданням інженерної геодезії е вивчення та застосування топографо-геодезичних методів робіт в процесі вишукування, будівництва та експлуатації інженерних споруд. Вона тісно пов’язана з кадастром та землевпорядкуванням.
Під час вишукувань інженерних споруд завданням інженерної геодезії є створення , топографічної основи для проектування інженерних споруд і забезпечення інших видів робіт. При проектуванні інженерних споруд завданням є створення обгрунтованої розмічувальної основи, планів проектів відповідних масштабів, генерального плану будівництва, геодезична підготовка проекту для перенесення його в натуру, вирішення задач горизонтального та вертикального розпланування території, підрахунки площ і об’ємів робіт.
При будівництві інженерних споруд особливе місце займають геодезичні розмічувальні роботи, які б забезпечили жорстке дотримання геометричних параметрів об’єкта. Під час цих робіт виникає необхідність створення спеціальної геодезичної розмічувальної основи та точніших геодезичних вимірювань, порівняно з геодезичними вимірюваннями на стадії інженерно-геодезичних вишукувань.
1. Технічні умови проектування і фізико-географічний опис району робіт.
1.1. Фізико-географічна характеристика району робіт.
Запорізька область розташована на Пд. Сх. України. На Пн. Зх. і Пн. Межує з Дніпропетровською, на Зх.- з Херсонською областями. На Пд. Омивається водами Азовського моря. Площа області 27.3 тис.км². Населення становить
2091.6 тис. чоловік. Обласним центром є м. Запоріжжя. У області – 18 районів, 14 міст, у тому числі 5 обласного підпорядкування, 22 селища міського типу, 931 сільський населений пункт.
Запорізька область займає вигідне транспортно-географічне положення у системі залізничних і автомобільних шляхів, а також на Дніпровському водному шляху, який має міжнародне значення. Розташована в Донецько-Придніпровському економічному районі, одному з найрозвинутіших районів країни з високоінтенсивною промисловістю і сільським господарством. Приморське положення області сприяє розвиткові рекреаційного господарства. За особливістю природних умов територія Запорізької області належить до степової зони. Грунтові і агрокліматичні умови сприятливі для розвитку сільського господарства.
Національний склад населення області однорідний: українці становлять 63.8%, росіяни 31.1%, живуть також болгари та представники інших національностей. Середня густота населення 76.5 чол. На 1 км². Найгустіше населені Пн.Зх. райони. В промисловості зайнято 31.7% працездатного населення області, зросла частка зайнятих у не виробничій сфері.
В геоструктурному відношенні територія області знаходиться у межах двох регіонів: Українського щита і Приморської западини. Поверхня області – слаборозчленована рівнина з загальним похилом до долини Дніпра і до Азовського моря.
Клімат помірно-континентальний з малосніжною порівняно холодною зимою та жарким посушливим літом. Пересічна температура січня від- 5.4 º на Пн.до-3.8 º на Пд. ; липня відповідно від +22.6 º до +23.5 º. Період з температурою +10 º становить 170 днів. Опадів 350-470 мм. на рік, найбільша їх кількість у весняно-літній період. Висота снігового покриву 14см. З несприятливих кліматичних явищ щороку у квітні-травні бувають суховії, періодично – пилові бурі.
У Запорізькій області – 78 річок довжиною понад 10 км. кожна. Головна річка Дніпро, до його басейну належать Кінська й Гайчур, до басейну Азовського моря – Молочна, Обитічна, Берда. Пересічна густота гідрографічної сітки становить 0.14 км/км² . На території Запорізької області 846 ставків та 27 водосховищ, частина каховського водосховища, 2800 артезіанських свердловин.
Серед зональних типів грунтів переважають чорноземи: на Пн. – чорноземи звичайні, на Пд.- південні та південні солонцюваті, майже повністю розорані. На Пд. і Пд.Зх. – темнокаштанові і каштанові грунти, переважно солонцюваті. В заплавах річок, по берегах лиманів та на піщаних косах поширені солончакові грунти.
Основу народно-господарського комплексу області становлять багатогалузеве машинобудування, чорна і кольорова металургія, хімічна і гірничо-добувна промисловість у поєднанні з високоінтенсивним сільським господарством, що спеціалізується на вирощуванні зернових та технічних культур, садівництві і овочівництві та м’ясо-молочному тваринництві. На область припадає значна частина виробництва сталевого листа, силових трансформаторів, електродів, абразивних інструментів, кабелю, жниварок, холодильних машин і компресорів.
За обсягом виробництва в галузевій структурі промисловості провідне місце займає багатогалузеве машинобудування і металообробка, які дають 42.1% загального обсягу промисловості області. На території Запорізької області сформувався потужний електро-енергетичний вузол, основу якого становлять Дніпрогес, Запорізька ДРЕС, а також Запорізька АЕС.
Найбільші підприємства та виробничі об’єднання: “Запоріжтрансформатор” “Запорізький абразивний комбінат”, “АвтоЗАЗ”, “Південшляхмаш”, “Азовкабель”.
Важливу роль галузі відіграють індустріально-аграрні спеціалізації, серед них харчова промисловість, що базується на переробці сільсько-господарської сировини.
1.2. Геодезична вивченість ділянки робіт.
Карта складена за даними стереотопографічного знімання 1972 року. Масштаб карти 1:5000. Суцільні горизонталі проведені через 1 метр. Система висот Балтійська.
В районі будівництва промислового об’єкта розташовані пункти геодезичної мережі, які ми будемо використовувати для проведення топографо-геодезичних та розпланувальних робіт.
На Пд.Сх. від будівельного майданчика розташований п.тр. Лужники 165.03 і пп. 161.08 на Пд.Зх. пп.126 на Пн. П.тр. Новий 167.45.
Біля майданчика розташований репер ІІ класу. Всі пункти геодезичної мережі знаходяться в доброму стані.
Рельєф району робіт є рівнинний із невеликими перепадами висоти. Лісом вкрита незначна частина території.
Поблизу будівництва промислового об’єкту розташований населений пункт Нивици.
2. Проект планової основи на ділянку робіт.
2.1. Загальна характеристика планових мереж.
На даний час головною геодезичною основою нашої країни є ДГМ 1,2,3,4 класу. Класи цієї мережі відрізняються точністю вимірювання кутів і віддалей, довжиною сторін і послідовністю їх створення. Розвивається ДГМ за принципом переходу від точніших до менш точних побудов. Їх точність розрахована на забезпечення топографічних зйомок всієї території країни в одній системі координат. Технічні характеристики цих мереж наведені в таблиці.
Державна геодезична мережа
Показники
Класи мережі
1
2
3
4
1
Довжини сторін, км
20-25
7-20
5-8
2-5
2
Допустима помилка базисної сторони
1:400 000
1:300 000
1:200 000
1:200 000
3
Похибка сторін в найслабшому місці
1:250 000
1:150 000
1:120 000
1:70 000
4
Мінімальні кути в трикутнику
30º
30º
20º
20º
5
Допустима помилка вимірювання кута
0.7"
1.0"
1.5"
2.0"
6
Допустима невязка в трикутниках
3”
4”
6”
8”
При цьому тріангуляційні мережі 4 класу дозволяється змінювати мережами полігонометрії, якщо це економічно і доцільно.
Подальше згущення планової геодезичної основи здійснюється побудовою тріангуляційних або трилатераційних мереж 1 і 2 розрядів, або полігонометричних мереж 1 і2 розрядів.
Технічні характеристики мереж згущення, тобто полігонометрії та тріангуляції наведені у таблицях.
Мережі згущення полігонометрії
Показники
Полігонометрія
4 клас
1 розряд
2 розряд
1
Гранична довжина ходу(км.):
а)який спирається на два вихідні пункти;
б)між вихідним пунктом і вузловою точкою;
в)між двома вузловими точками;
10
7
5
5
3
2
3
2
1.5
2
Граничий периметр пол. (км)
30
15
9
3
Довжини сторін (м):
а)найбільша;
б)найменша;
в)середня;
2000
250
500
800
120
300
350
80
200
4
Кількість сторін у ході (шт)
15
15
15
5
Гранична відносна помилка ходу
1:25 000
1:10 000
1:10 000
6
СКП виміру кута
2"
5"
10"
7
Гранична кутова невязка в ході або полігоні з к-ю куів n
5√n
10√n
20√n
8
СКП вимірювання сторін від 500 до 1000 метів (см)
2-3
2-3
2
Мережі згущення тріангуляції
Показники
Тріангуляція
1 розряд
2 розряд
1
Довжини сторін трикутників
0.5-5.0
0.25-3.0
2
Мінімальне граничне значення кута:
а)у суцільній мережі;
б)у ланці трикутників;
в)при вставці пункту;
20º
30º
30º
20º
30º
30º
3
К-сть трикутників між вихідними сторонами або між вихідними пунктами і вихідною стороною
10
10
4
Мінім.довжина вихідної сторони (км)
1.0
1.0
5
Гранична кутова невязка в трикутнику
20"
40"
6
CВП базисної сторони
1:20 000
1:10 000
7
СВП сторони у найслабшому місці
1:20 000
1:10 000
8
СКП вимірювання кутів
5"
10"
Згідно з загальнодержавними вимогами, густота пунктів повинна бути такою щоб на 15 км² було не менше ніж 1 пункт на незабудованій території, а вмежах забудованої території – 1 пункт на 5 км².
Теоретично доведено, що точність визначення координат ДГМ 1,2,3 і 4 класів і мереж згущення 1 і 2 розрядів задовільняють вимоги всіх масштабів знімання, в тому числі і масштабу 1:500. Подальше згущення мережі здійснюють побудовою зйомочної основи, методи створення якої і її точність залежить від вибраного методу топографічного знімання. Найчастіше теодолітні ходи або аналітичні ходи мікротріангуляції.
Інженерно-геодезичні мережі створюються у вигляді : тріангуляціїї, трилатерації, полігонометрії, лінійно-кутових побудов і геодезичної будівельної сітки. На відміну від Державних мереж, вимоги до точності, густоти та стабільності інженерно-геодезичних мереж надзвичайно різноманітні, що визначається широким діапазоном їх застосування: вишукування, проектування, будівництво та експлуатація споруд.
Як правило, планові інженерно-геодезичні мережі проектуються з врахуванням згущення для потреб топографічної зйомки в масштабі 1:500 та розмічувальних робіт. Залежно від фізико-географічних умов району робіт, вимог до точності розмічувальних робіт, завжди для спостереження за деформаціями побудованих споруд, порядок використання планових інженерно-геодезичних мереж може значно змінюватись.
2.2.Проект будівельної сітки.
Будівельна геодезична сітка є найпоширенішою геодезичною розмічувальною основою на майданчиках промислового і цивільного будівництва. Це мережа з квадратів чи прямокутників, вершини яких закріплені на місцевості і для яких визначені координати Х, Y, Z. Наявність на будівельному майданчику такої сітки дає змогу просто і надійно виносити в натуру основні осі споруд та виконувати детальні розмічувальні роботи. Будівельна геодезична сітка є також геодезичною основою для виконавчого знімання.
Створення будівельної сітки складається з певних етапів і починається з проектування та оцінки точності проекту.
Проектувати будівельну сітку доцільно на генплані майбутньої споруди, а ще краще на будівельному генеральному плані, де показані вже не тільки основні об’єкти новобудови, але й допоміжні та тимчасові. Це дасть змогу в майбутньому зберегти від знищення значну частину пунктів.
Розміри сторін будівельної сітки залежать від розмірів споруд і повинні бути такими, щоб забезпечити технологію детального розмічування і контрольних вимірів на об’єкті.
В нашому випадку сітка має вигляд прямокутника 300×400 метрів, який розбитий на квадрати зі сторонами на сто метрів. Вершини цих квадратів є опорними пунктами для виносу в натуру споруд. Пункти сітки закріплюються надійними центрами в місцях, де буде забезпечена їх збереженість на весь будівельний період.
Проект будівельної сітки складають по генплану в умовній системі координат так, щоб сторони сітки були паралельними до головних осей споруд і розміщувались поблизу їх контурів. Початок системи координат вибирають за межами будівельного майданчика в південно-західній частині сітки з розрахунком, щоб абсциси і ординати всіх точок споруд були додатними. Пункти сітки треба розміщувати так, щоб споруда, яка будується, не закривала видимості між ними, а земляні роботи не впливали на їх положення.
По завершенні робіт в масштабі генплану складають план будівельної сітки, який є робочим документом для перенесення сітки на місцевість.
Схема будівельної сітки
2.3.Аналітична підготовка для винесення в натуру вихідних напрямків.
Розбивку будівельної сітки починають із винесення в натуру вихідних напрямків. Для цього на генплані із нанесеним проектом будівельної сітки намічають приблизно всередині сітки три пункти А, В, С, які можуть бути розміщені на одній лінії або утворювати прямий кут.
Для винесення на місцевість вихідних напрямків використовуємо пункти планової геодезичної основи, які розташовані на будівельній сітці або за її межами.
За координатами вершин будівельної сітки і координатами пунктів геодезичної основи, на основі рішення обернених геодезичних задач обчислюємо довжини сторін та дирекційні кути. В залежності від способу винесення в натуру пунктів вихідного напрямку сітки визначають необхідні для винесення в натуру розмічувальні елементи.
Каталог координат пунктів
№ Пункту
Координати
Xі, м
Yі, м
Опорні пункти
ПТ 158.8
80450
66215
ПТ 156.8
80650
65685
Пункти сітки
А
80905
65935
В
80590
65935
С
80590
66335
Рішення обернених геодезичних задач представляємо у вигляді :
Елементи
формул
Пт.158.8
Пт.156.8
Пт.158.8
Пт.158.8
Пт.156.8
А
B
C
Y2
65685
65935
65935
66335
Y1
66215
65685
66215
66215
∆Y
-530
+250
-280
+120
X2
80650
80905
80590
80590
X1
80450
80650
80450
80450
∆X
+200
+255
+140
+140
Tg r
-2.65
0.98039216
-2.0000000
0.85714286
α
290º40'28''
44º25'58''
296º33'54''
40º36'05''
S1
566.48
357.11
313.05
184.39
S2
566.48
357.11
313.05
184.39
Sср
566.48
357.11
313.05
184.39
Визначаємо розмічувальні елементи для винесення точок вихідних напрямків в натуру:
1) т. А) – виноситься методом полярних координат
β1 =66º14'30'' ; S=357.11 м.
2) т. В – виноситься методом полярних координат
β2=5º53'26'' ; S=313.05 м.
3) т. С – виносимо методом полярних координат
β3 =109º55'37'' ; S=184.39 м.
Схема винесення в натуру вихідного напрямку
2.4. Обґрунтування методу побудови будівельної сітки
та методика її попередньої розмітки.
Від винесених і закріплених вихідних напрямків виконуємо детальну розмітку будівельної сітки.
Найбільш поширеними методами розмітки є два методи: осьовий метод та метод редукування.
При осьовому методі, опираючись на закріплені вихідні напрямки, будують на місцевості дві строго перпендикулярні координатні осі. Але, оскільки, вихідні напрямки АВ та ВС винесені із невеликою точністю, то кут АВС може значно відрізнятися від прямого. Вимірявши цей кут оптичним теодолітом 2-3 прийомами та врахувавши величину його відхилення від прямого, Виправляємо положення точок А і С лінійними поправками SА і SС так, щоб напрямки ВА і ВС були строго перпендикулярні.
Поправки визначаємо з виразів:
SА=ВА * ∆β''/ρ''
SС= ВС* ∆β''/ρ''
де ∆β''-90º- β, β – виміряний кут АВС
Відстань ВА та ВС визначаємо з плану, на якому проектується будівельна сітка.
Нові точки А' та С' закріплюють, та вздовж виправлених напрямків відкладають відрізки, рівні сторони сітки. Виміри виконуються точним приладом з врахуванням всіх поправок. Знаки встановлюють по теодоліту в створі ліній ВМ, ВN, BD. В пунктах M, N, A, D будують прямі кути і по периметру продовжують розмітку сторони сітки
Внаслідок накопичення помилок вимірів, кути в точках F, K, L, P не будуть строго рівні 90º, а сторони сітки – прийняті довжини. Величини цих нев’язок характеризують точність роботи і можуть бути зменшеними деякими переміщеннями найближчих точок сітки.
Для проектування і розмітки на місцевості великих підприємств доцільно мати будівельну сітку, яка б давала можливість з точністю, що достатня для практичних цілей, прийняті фактичні координати пунктів рівними проектним. В цьому випадку після нанесення будівельної сітки на генплан можна прив’язати до неї осі споруд, які є проектними. Для цього потрібно переносити проект будівельної сітки в натуру і закріпити його з такою точністю, щоб відхилення фактичних координат сітки від проектних можна було знехтувати. Така побудова сітки виконується методом редукування.
В цьому способі будівельна сітка створюється наступним чином.
Опираючись на винесений в натуру вихідний напрямок із точністю 1:1000 – 1:2000, розбивають на всьому майданчику будівельну сітку і закріплюють її тимчасовими знаками. Після цього створюють мережу тріангуляції і прокладають полігонометричні ходи, в результаті чого визначають точні координати всіх, тимчасово закріплених знаками, пунктів сітки. Порівнюючи ці координати із проектними, знаходять величину редукції, на яку зміщують кожний з пунктів приблизно до розміченої сітки.
Після редукування пункти сітки закріплюють залізобетонними знаками. Оскільки величини редукції не перевищують 2-3 сантиметри і можуть бути відкладені на місцевості із помилкою ±3 міліметри, то точність побудови будівельної сітки способом редукування в основному буде залежати від точності визначення координат тимчасових знаків, від точності побудови тріангуляції та точності прокладення полігонометричних ходів.
2.5.Попередній розрахунок точності будівельної сітки.
При розрахунку точності будівельної сітки потрібно, щоб середньоквадратична помилка взаємного положення суміжних пукнтів в найбільш слабкому пункті сітки не перевищувала 1:10000, тобто 20 міліметрів при довжині сторони 200 метрів, 10 міліметрів – при довжині сторони 100 метрів, 5 міліметрів – при довжині сторони 50 метрів. Для цього розраховують помилку в найбільш слабкому місці сітки полігонометрії другого порядку, тобто точки перетину діагоналей геодезичного чотирикутника.
Помилки в будівельній сітці накопичуються пропорційно до відстані.
Знаходимо величину від діагоналі геодезичного чотирикутника, виходячи із співвідношення:
m l / L = m l / l;
m l = m l * L / l;
де l - сторона квадрата будівельної сітки; l = 50 м.; m l = 0,5 см. Величина ml буде визначатися помилкою М в положенні найслабшої точки сітки.
На точність визначення т.О будуть впливати три джерела помилок: в тріангуляції – m тр.; в полігонометрії 1 порядку (1 розряду) – m пол..1; в полігонометрії 2 порядку (2 розряду) - mпол.2.
Можна записати, що:
ml2 = M 2 = mтр.2 + mпол.1 + mпол.22
Задаючись співвідношеннями:
mтр=М / ;
mпол1= mтр* ;
mпол.2= mпол1* ;
Виразимо помилку М через помилку mтр. Знаючи помилку М, яку визначаємо попередньо, знаходимо помилки mтр., mпол.1 , mпол.2.
L==353,60 м;
ml=353,60 м · 0,5см /50=3,5 см;
ml2=М2=mтр2+ mпол 1+mпол 2;
mтр=М / ;
mпол1= mтр* ;
mтр = М /=3,5 / =1,32 см;
mпол 1=1,32 см* =1,87 см;
mтр=1,87 * =2,64 см.
2.4.1. Попередній розрахунок точності тріангуляції.
Залежність в геодезичній мережі між середньою квадратичною помилкою в логарифмі слабкої сторони та базисом можна виразити наступним чином:
m lg s = m lg b2 + K * mβ2 * Σ ( δ a2 + δ b2 + δab2);
де m lg s - помилка в логарифмі шуканої сторони;
m lg b - помилка в логарифмі вихідної сторони;
К= 0,5 для мережі, яка складається з геодезичних чотирикутників та центральних систем;
m β - середня квадратична помилка виміру кута;
δ a2 + δ b2 + δ ab2 - помилка геометричного зв’язку.
Величини δ a та δ b - зміна логарифмів синусів зв’язуючих кутів в одиницях шостого знаку логарифма при зміні цих кутів на одну секунду. Величини зв’язуючих кутів графічно вимірюємо транспортиром на схемі тріангуляції з точністю до 1º. За значенням зв’язуючих кутів знаходимо помилку геометричного зв’язку R, яку вибираємо із спеціальних таблиць.
Перехід від відносної похибки сторони до похибки логарифма сторони виконують за формулою:
Mlg S=mS·0,43·106/S,
де mS/S-визначається із одержаної раніше помилки тріангуляції.
mтр=mS; mтр=1.32 см.
mтр/S=1.32см / 40000=1/30000;
Точність вимірювання базисних сторін визначають, виходячи із розрахунку забезпечення можливості знехтувати їх впливом на точність визначення координат. Таке положення виконується, коли базисні сторони вимірювати із помилками в 2-3 рази меншими ніж помилки слабких сторін, тобто:
mb/b<=0,5·mS/S=0,5·1/30000=1/60000;
mlg S=mS/S·0,43·106=1/30000·0,43·106=14.3 од 6 зн.lg;
mlg b=mb/b=0,43·106·1/60000=7,2 од 6 зн.lg.
Середня квадратична помилка виміру кута:
mβ2=(mlgS2-mlgB2) / (K·Σ R)=(14,32 -7,22) / (0,5·9)=34.21''
mβ=5.8''.
За величиною mβ вибираємо прилад, який забезпечив би необхідну точність кутових вимірів, керуючись при цьому тим, що вона включає в себе наступні помилки: центрування mц, редукції mр, впливу зовнішнього середовища mв.у, приладу mпр, та помилка виміру mв.в, тобто:
mβ2= mц2 + mр2 + mв.у 2 + mпр2 + mв.в2;
mβ2=5 mβ' 2
Приймаючи принцип однакового впливу, знаходимо вплив кожного джерела помилок mβ' .
mβ'= mц = mр = mв.у = mпр = mв.в= mβ / =5.8 / =2.6'';
За кутомірний прилад вибираємо теодоліт Theo 010,для якого :
mv= 2,0'', mo=5''
В даних мережах тріангуляції кути вимірюються, як правило, способом кругових прийомів. Виходячи з цього обчислюють кількість прийомів за формулою:
n = (2·mv2+ mo2) / 2 · mβ'2;
n = (2·2,02 + 52) / 2 · 2,62 = 2,4 = 3 прийоми.
Отже кути в тріангуляції будемо вимірювати теодолітом Theo 010, трьома прийомами.
Попередній розрахунок точності полігонометрії.
Для розрахунку точності виміру кутів та ліній в ходах полігонометрії 1-го та 2-го розряду при вимірюванні ліній світловіддалеміром використовуємо формулу:
М2=n·mS+mβ2·L2 · (n+3) / 12 ·ρ2'',
де М- середня квадратична похибка положення кінцевої точки ходу;
mβ- середня квадратична похибка вимірювання кута;
L- довжина полігонометричного ходу;
mS- середня квадратична похибка вимірювання ліній.
Приймаючи принцип однакових впливів, можна припустити, що величини повздовжнього та поперечного зсувів приблизно рівні, тобто:
mt=mu=M /,
де М- середня квадратична похибка полігонометрії 1-го або 2-го розряду, яку визначають за вище наведеною формулою.
Середня квадратична похибка вимірювання кута:
mβ= mu · ρ'' · / (L·).
Розрахунок точності полігонометрії 1-го розряду:
mпол 1= 1,87 см; L=400; n=8.
mt=mu=M /=1,87 /=1,32 см;
mS=1,32/=0,47 см.
При вимірюванні ліній будемо використовувати світловіддалемір СТ5 (“Блеск”).
mβ= 1,32·206265·/(40000·)=7,1''.
mв.в.= mβ= mβ / = 7,1 / = 3,2''.
При вимірюванні кутів будемо користуватись теодолітом Theo 010, для якого mv= 2,0'', m0= 5''.Знайдемо кількість прийомів:
n= (2·2,0''2 +5''2)/2·3,2''2=1,7=2 прийоми.
Отже кути в полігонометрії 1-го розряду: будемо вимірювати теодолітом Theo 010 2-ма круговими прийомами.
Розрахунок точності полігонометрії 2-го розряду:
mпол 2= 2,64 см; L=300; n=6.
mt=mu=M /=2.64 /=1.87 см;
mS=mt /=1.87 /=0.76 см.
При вимірюванні ліній будемо використовувати світловіддалемір СТ5 (“Блеск”).
mβ= 1.87·206265·/(40000·)=11.1''.
mв.в.= mβ= mβ / = 11.1 / = 4.9''.
При вимірюванні кутів будемо користуватись теодолітом Theo 010, для якого: mv=2,0'', m0= 5''. Знайдемо кількість прийомів:
n= (2·2,0''2 +5''2)/2·4,9''2=0,68=1 прийом.
Отже кути в полігонометрії 2-го розряду: будемо вимірювати теодолітом Theo 010 1-м круговим прийомом.
2.6. Лінійно-кутові вимірювання в запроектованій мережі.
Своєрідність території будівництва суттєво впливає не тільки на вигляд схеми геодезичної мережі, але і на методику і організацію кутових і лінійних вимірювань.
Особливими чинниками, які впливають на якість кутових вимірювань є:
а) Наявність своєрідного клімату на шляху візирного променя, який утворюється внаслідок нагрівання асфальту, бетону, металевих конструкцій, поверхні парків, садів а також виділення в атмосферудодаткового тепла з працюючих підприємств.
б) Наявність на шляху візирного променя чисельних перешкод: високих будинків, дамб, труб тощо.
в) Велика різниця у висотах пунктів і довжинах сторін мережі.
г) Вібрація будинків і споруд, на яких розміщені пункти мережі.
Всі ці чинники, які впливають на точність кутових вимірювань, дуже ускладнюють ці роботи і суттєво обмежують їх точність. Враховуючи, що рефракція має чітко виражений добовий і сезонний характер, кутові вимірювання необхідно проводити в похмуру погоду, в другій половині дня, коли над різними поверхнями вирівнюється температура.
Для кутових вимірювань в геодезичних мережах використовують різні теодоліти : Т5, Т2, Theo 010, що залежать від класу мережі. Найрозповсюдженим методом вимірюання кутів є метод кругових прийомів. При використанні оптичних теодолітів всі операції у півприйомах необхідно виконувати однаково. Для кращої компенсації похибок вимірювання кутів краще здійснювати парною кількістю прийомів.
Під час вимірювання ліній світловіддалемірами на забудованій території виникають чинники та обмеження, які негативно впливають на їх якість. Наявність у повітрі пороху чи димки сильно обмежує не тільки дальність вимірювання але і їх якість. Для підвищення якості вимірювання їх необхідно виконувати у похмурі дні. Для послаблення впливу зовнішніх умов, вихідні сторони слід розміщувати над однорідними підстилочними поверхнями.
3. Проект висотної основи.
3.1. Загальна характеристика мереж висотної основи.
На відміну від Державної нівелірної мережі І, II, III і IV класу, яка створювалась на всій території країни для розв’язання загальнодержавних проблем, інженерно-геодезичні висотні мережі створюються на відносно невеликій території для розв’язання локальних задач конкретного об’єкта.
Висотні мережі створюютюся на стадії вишукувань в процесі будівництва і експлуатації інженерних споруд і є геодезичною вимогою основою топографічних зйомок, трасування лінійних споруд, розмічувальних робіт, геодезичного вивірення конструкцій і технологічного обладнання, а також для спостережень за деформаціями споруд.
Точність і густота висотних інженерно-геодезичних мереж залежить від масштабу топографічних зйомок, точності розмічувальних робіт і завдань при спостереженнях за станом споруд що експлуатуються.Висотні інженерно-геодезичні мережі, як і польові можуть створюватись, як локальні вільні мережі.
Інженерно-геодезичні мережі, як і державні, поділяються на класи. Мережі 1-го класу створюються на територіях великих міст, які займають площу більшу за 500 км². Мережі II-IV класів створюються на територіях меншої площі від 500 до 50 км² - II ,III, IV класи
Від 50 до 10 км² - III, IV класи
Від 10 до 1 км² - IV класи
Інженерно-геодезичні висотні мережі
Показники
Клас нівелювання
ІІІ ІV
Максимальна довжина ходів, км :
а) між вихідними точками
б) між вузловими точками
15
5
4
2
Максимальні відстані між постійними точк.км:
а) на забудованій території
б) на не забудованій території
0.2
0.8
0.2
0.5-0.2
Допустима нев’язка в полігонах і в довжинах ліній нівелювання, мм
10√L
20√L
Довжина візирного променя, м
75
100
Кількість ходів
2
1
СКП перевищення на 1 км ходу, мм
1.68
6.68
СКП перевищення на станції, мм
0.65
3.0
3.2.Проект висотної основи на ділянку робіт та розрахунок точності проекту висотної основи.
Виходячи із потрібної точності розбивки споруд по висоті, наявності вихідних реперів, їх класу, рельєфу, задач спостереження за деформаціями споруд – наносимо проект розміщення всіх знаків нівелювання, глибину їх закладки; визначаємо вимоги до точності визначення їх відміток, потрібні прилади та вимоги до них.
На даному будівельному майданчику прокладаємо по периметру замкнутий нівелірний хід III кл. Між реперами III кл. розбиваємо нівелювання IV кл.
За вихідні репери приймаємо грунтовий репер Гр. рп. № 1, II кл. та ґрунтовий репер Гр. рп. № 2, II кл.
Оцінка точності мережі нівелювання III класу:
Мh1= 10мм · =9.38мм;
Mh2= 10мм · =8.89 мм;
Оцінка точності мережі нівелювання IV класу:
Mh3= 20мм · =12.33 мм;
Mh4= 20мм · = 14.97 мм.
Визначаємо середню квадратичну помилку найслабшої точки будівельної сітки.
Mh'2= mh12+ mh32= 9.38 2+12.33 2=240.01мм;
Mh''2= mh2 2+ mh42=8.89 2 + 14.97 2=303.13мм;
Mh2= ( Mh'2 · Mh''2 ) / ( Mh'2 + Mh''2 )
Mh2=(240.01·303.13) / (240.01+303.13)=133.87мм.
Mh =11,57мм.
Схема висотної основи будівельної сітки.
3.3. Приладове забезпечення та методика вимірювань.
Нівелірні мережі ІІІ класу створюють у вигляді окремих ходів або полігонів. Нівелірні ходи рівнинні зв’язують один з одним через 5 км. На забудованій території і через 7 км. на незабудованій території. Якщо ходи нівелювання ІІІ класу – самостійна мережа, то ходи прокладають в прямому і зворотньому напрямках. В інших випадках- в одному напрямку.
Відліки на рейках беруть відносно положення середньої нитки (бісектора) сітки ниток у послідовності Зо, По, По,Зо. на непарних станціях і По,Зо,Зо,По – на парних станціях.
Прилади Н-3,НС-3, Ni007, Ni133, в яких τ<15", V*<30* і рейки НР3.нерівність плечей 2 м. накопичення нерівності- 5м ω<10√L при n<15 на 1 км ходу і ω<2.6√n при n>15 на 1 км ходу.
Нівелювання IV класу прокладається в середині полігонів старших класів. Кожна нівелірна лінія повинна опиратися на репери нівелювання старших класів або на вузлові точки нівелювання IV класу. Нівелірні ходи прокладають в одному напрямку.приклади НС4, Н3, Ni025 τ<25", V*<25* і двосторонні рейки. Нормальна довжина плеча 100(150)м, нерівність плечей 5м, накопичення- до 10м ω<20√L при V<15 на 1 км ходу ω<5√n при n>15 на 1 км ходу.
Методика виконання
Нівелір встановлюють посередині між рейками.Приводять його в робоче положення.
Наводять зорову трубу нівеліра на задню рейку і відраховують по чорній стороні середньої нитки.
Переводять трубу на передню рейку і беруть відлік по чорній стороні .
Не змінюючи положення нівеліра повертають передню рейку червоною стороною до спостерігача і беруть відлік по рейці.
Закінчують спостереження на станції відліком по червоній стороні задньої рейки.
Результати записують в журнал та обчислюють середнє значення перевищення на станції hсер.
4. Підготовка проекту для винесення в натуру осей споруд.
Перед тим як приступити до розмічувальних робіт потрібно провести геодезичну підготовку проекту інженерних споруд, яка включає такі етапи:
вивчення проекту інженерних споруд та пунктів геодезичної основи;
розробку проекту виконання геодезичних розмічувальних робіт;
створення робочої (будівельної) геодезичної розмічувальної мережі;
визначення всіх геодезичних даних, які необхідні для перенесення проекту споруд в натуру;
складання розмічувальних креслень;
винесення на місцевість будівельних осей і їх передача по акту заказнику.
В процесі вивчення проекту комплексу інженерних споруд та пунктів геодезичної основи визначають місце розмітки, способи закріплення постійних і тимчасових точок, подають опис використаних приладів та обладнань.
Дані геодезичної підготовки визначають з генерального плану та робочим кресленням проекту. В результаті чого отримують розмічувальні елементи, зв’язуючі пункти геодезичної основи із основними точками розмічувальних споруд.
4.1. Аналітична підготовка даних для винесення основних осей споруд в натуру.
Геометричною основою проекту для винесення його в натуру є поздовжні та поперечні осі споруд, відносно яких в робочих кресленнях даються всі проектні розміри.
Головні розмічувальні осі прив’язують до пунктів геодезичної основи. Крім головних осей намічають основні осі найбільш відповідальних частин споруд, які технологічно зв’язані між собою та визначаються із підвищеною точністю.
Розмічування споруд виконується в три етапи.
На першому етапі виконують основні розмічувальні роботи. Від пунктів геодезичної основи, згідно даних прив’язки знаходять на місцевості положення головних розмічувальних осей і закріплюють їх знаками. Головні осі в проекті повинні мати геодезичні координати. Точність розмітки головних осей 3-5 см.
На другому етапі проводять детальне розмічування споруд. Від закріплених точок головних та основних осей розмічують поздовжні та поперечні осі окремих будівельних блоків і частин споруд. Точність розмічування складає на даному етапі 1-3 мм.
Третій етап полягає в розмічуванні технологічних осей. Висотні споруди мають жорсткий каркас. Це забезпечує міцність споруд. Технологічні осі завжди будуть паралельні будівельним осям. Цей етап потребує найбільшої точності 0,1-1 мм.
Точність розмічування споруд залежить від типу споруд та їх призначення, будівельного матеріалу, технологічних особливостей виробництва.
При заданому в проекті допуску , гранично допустиме відхилення осі:
±= /2,
або середнє квадратичне відхилення:
t,
де t- нормований множник. При ймовірності р= 0,997, t= 3:
/6.
Точність побудови інженерної споруди залежить від точності геодезичних вимірів, точності технічних розрахунків проекту і помилок будівельно-монтажних робіт:
= т+мах+буд
Проектні висоти виносяться в натуру від найближчих реперів.
В залежності від виду споруди, умови виміру і вимог до споруд осей може бути виконана різними методами:
методом полярних координат;
методом популярних координат;
кутовою засічкою;
лінійною засічкою;
створною засічкою;
методом замкнутого трикутника;
При підготовці даних для винесення в натуру головних осей споруд всіх запроектованих споруд складають каталог координат опорних пунктів та основних точок головних осей.
Помилка розмітки буде меншою в тому випадку, коли по перпендикуляру до сторони сітки відкладати більш коротку віддаль. При цьому буде мати місце менший вплив помилки кутових побудов. Тому при розмітці точок способом прямокутних координат більшу координату необхідно відкладати по відповідній стороні сітки, а меншу – по перпендикуляру до неї.
Точність розмітки точки способом прямокутних координат залежить від точності відкладення відрізків S1=Хі та S2= Yі і побудови прямого кута 90° на стороні будівельної сітки. Розрахунок точності розмітки найбільш віддаленої точки від пунктів сітки можна проводити згідно формули:
М = (mu2+ms12+ms22+(mβS2 / ρ)2+2mф2)1/2,
де mu – середньо-квадратьична помилка положення шуканої точки, обумовлена помилками вихідних даних (mu= 1см.);
ms, mβ, mф – середня квадратична помилка відповідно відкладання відстані, вимірювання кута, фіксації точки (mф= 3мм.).
4.2. Складання розмічувальних креслень
Для складання розмічувальних креслень необхідно мати виконавчий план перенесення в натуру червоних ліній чи пунктів будівельної сітки, а також план фундаменту чи першого поверху.
При наявності будівельної сітки проект прив’язують до її сторін. Винесення в натуру проектних споруд проводять способом прямокутних координат. Точність детальної розробки складає 1-2 мм.. Для забезпечення такої точності по периметру споруди на відстані 3-5 м від неї встановлюють дерев’яну опалубку, на якій помічають осі споруди. Висота опалубки над поверхнею землі повинна становити 0,5-1,2 м..
При встановленні обноски місце забивки потрібно виставляти по теодоліту. Обноска встановлюється по висоті на певній відмітці відносно будівельного нуля. На обноску переносять всі будівельні осі. Після винесення основних точок та їх закріплення (цвяхами) на обноску переносять всі інші осі, що залишились.
Каталог координат.
№ Споруди
№ кута
Координати X та Y
1
I A
IV A
II Б
III Б
I B
II B
III B
IV B
50.00
50.00
200.00
200.00
250.00
250.00
250.00
250.00
50.00
350.00
150.00
250.00
50.00
150.00
250.00
350.00
Розбивочне креслення споруди
5. Геодезичне забезпечення будівельно-монтажних робіт
Будівництво більшості інженерних споруд починають із створення котловану. При цьому виконують наступні геодезичні роботи, які забезпечують успішне та точне будівництво:
намічають контори котлованів;
визначають та вказують в натурі глибину їх розробки;
ведуть систематичний контроль за виїмкою грунту з котловану;
ведуть систематичний контроль за очисткою дна котловану та підготовкою основи під фундаменти.
Подальші роботи, які пов’язані з геодезичним забезпеченням будівельно-монтажного процесу:
побудова вихідної базисної мережі на нульовому вантажному горизонті;
передача координат та висот вихідної базисної мережі на монтажні горизонти.
5.1 Геодезичні роботи при розплануванні котлованів під фундаменти та комунікації
Навколо проектуючої споруди намічають додаткову обновку. На неї способом створів переносять із загальної обноски повздовжні і поперечні основи осі фундаменту і закріплюють їх на двох сторонах обноски. Від цих осей рулеткою відкладають проектні віддалі до всіх граней і контурів котловану і фундаменту, закріплюють їх і підписують номера осей. З’єднавши однойменні точки на обновці тонким дротом, стримують контур споруди. Для позначення на місцевості границь котловану перетин відповідних дротів (осей) проектують виском на землю і закріплюють кілками.
Коли котлован виритий, на його дно передають висоти від близьких реперів і приступають до його виконавчої зйомки. Від повздовжньої і поперечної осей міряють віддаль до основи ухилу і проводять допоміжне нівелювання дна по сітці 5-10 метрів, після чого складають виконавче креслення.
Розбивка комунікацій
Комунікації в плані розбивають з відносною помилкою 1:2000.
Креслення для розбивки в натурі окремої комунікації складають на основі проектного плану і повздовжнього профілю; на цьому кресленні наносять найближчі пункти геодезичної основи і відносно їх вказують положення розбивочної ділянки комунікації з кутами поворотів, пікетами, колодязями. На кутах повороту підписують координати, між колодязями – віддалі.
Постійні кабельні лінії розбивають і будують після створення дорожнього полотна, лінії розташовані усередині квадратів або на міжцехових територіях – після вертикального планування цих територій.
При будівництві надземних трубопроводів розбивають місця встановлення фундаментів, на яких потім монтують трубопровід. Ця розбивка повинна бути виконана з потрібною точністю.
Вводи підземних комунікацій в споруди розбивається від осей стін. Внутрішньо цехові комунікації будуються після закінчення будівництва фундаменту.
При виконавчій зйомці закінчених комунікацій шляхом аналітичної прив’язки до пунктів геодезичної основи визначають координати кутів повороту комунікацій, вузлових колодязів трубопроводів; з’єднуючих муфт, колодязів і місць перетину з дорогами кабельних сіток. Додатково всі колодязі прив’язуються до місцевих предметів. При зйомці внутрішньо цехових комунікацій кути повороту, колодязі, вводи прив’язують до фундаменту.
Одночасно з плановою зйомкою проводять допоміжне нівелювання і визначають відмітки залягання трубопроводів і інші.
5.2 Геодезичні роботи на вихідному горизонті.
Для будівництва наземної частини будинку на поверхні фундаментної плит...